Александр Владимирович, Шура (1887–1920), был младшим братом Велимира Хлебникова.

В детстве мальчика окружали певчие птицы, птичьи гнезда и яйца из отцовских коллекций, звериные чучела; интересовался он и техникой. Одной из детских фантазий Шуры было построить мельницу и молоть на ней камни, чтобы людям не больно было ходить. В период жизни семьи в селе Помаеве Симбирской губернии домашним учителем у детей был Александр Сергеевич Глинка. Годы спустя он вспоминал увлеченность Шуры Хлебникова птицами, которой тот буквально «захлебывался».

Склонность к естественным наукам и изобретательству проявилась у Александра во взрослом возрасте.

В 1900 году Александр поступил в Казанское реальное училище и одновременно с основной учебой с успехом занимался в художественной школе. В 1907 году он стал студентом-математиком Казанского университета, затем перевелся в Новороссийский и далее — в Московский университет как естественник. Продолжая дело отца-натуралиста, Александр Хлебников специализировался на ихтиологии и орнитологии, посещал лекции видных ученых Михаила Александровича Мензбира и Алексея Николаевича Северцова по биологии, занимался переводами с французского и немецкого, изучал английский язык.

В его рукописи этих лет, посвященной окраске рыб, позднейшие ученые увидели зачатки современной бионики — прикладной науки о приложении свойств и функций живой природы в их промышленных аналогах.

В 1914 году Александр Владимирович, окончив университет, ушел добровольцем на фронт, где два года спустя под его командованием уже находилась артиллерийская батарея. В это время он создал новую конструкцию артиллерийских снарядов, дальномер и другие важные для военного времени изобретения.

В 1918 году Хлебников, по воспоминаниям Петра Митурича, «устал от войны и не хотел уходить от лона природы»; приехал в Астрахань, вместе с Верой они перебрались жить в шалаш у реки. Попытка уединения обернулась арестом. Еще через два года Александр Владимирович, уже как красноармейский офицер, пропал без вести на польском фронте.